文│王啟佩(河南農(nóng)業(yè)大學(xué))
板藍(lán)根為十字花科植物菘藍(lán)和和草大青的干燥根,是傳統(tǒng)的清熱解毒藥物。板藍(lán)根分為北板藍(lán)根和南板藍(lán)根,在我國(guó)主產(chǎn)于河南、河北、甘肅、安徽、云南、貴州、廣西、福建等。研究發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根具有抗病毒、抗炎癥、抗內(nèi)毒素等作用,在治療流行性乙型腦炎、流感、腦膜炎、咽痛、潰瘍和血便、痢疾等疾病有良好的效果。其成分主要包括板藍(lán)根多糖(Isatidis Radix polysaccharides,IRPS)、吲哚類化合物、靛玉紅、甾體糖苷、類固醇等,其中板藍(lán)根多糖含量較高,且有與板藍(lán)根相似的藥理作用,而且板藍(lán)根多糖對(duì)豬的流感病毒、偽狂犬病病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒以及羊傳染性膿皰病毒等均有良好的抗病毒效果。因此本文對(duì)板藍(lán)根多糖的提取工藝和藥理作用進(jìn)行論述,以期為板藍(lán)根多糖在畜牧生產(chǎn)中進(jìn)一步利用和研究提供思路。
在板藍(lán)根多糖畜牧獸醫(yī)應(yīng)用研究中提取分離是需要最先考慮的。古代中醫(yī)最常用的做法是水煮,以湯劑的形式用藥?,F(xiàn)在市場(chǎng)多以板藍(lán)根煎劑、糖漿煎劑、顆粒劑等用藥,而板藍(lán)根多糖是板藍(lán)根中主要的成分之一,對(duì)其研究之前首先要對(duì)板藍(lán)根進(jìn)行破碎、脫脂,最后提取得到多糖。所以如何更有效的破壞細(xì)胞壁,去除纖維素、果膠等雜質(zhì),是板藍(lán)根多糖藥理作用研究的基礎(chǔ)。常用的方法有煎煮法、超聲波提取法、微波輔助提取法、酶解法等。
1.煎煮法。煎煮法又稱為水浸提法或水煮法,是將藥材切片、粉碎后,加水煎煮,是傳統(tǒng)提取法。水煎過(guò)程中浸泡可以使藥物軟化,高溫破壞藥物的細(xì)胞壁,最后使多糖分離出來(lái)。趙琳靜利發(fā)現(xiàn)在液料比為55∶1,提取溫度80℃,時(shí)間3.5小時(shí),板藍(lán)根多糖的提取率為3.55%。陳璐通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)考察多因素對(duì)板藍(lán)根多糖提取效率的影響,發(fā)現(xiàn)浸提時(shí)間3小時(shí),溫度90℃,浸提5次提取率為10.42%。王娟通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)在乙醇濃度為62%,液料比為21∶1(克/毫升),提取時(shí)間為6分鐘,提取溫度為81℃,得率為12.33%,并且內(nèi)部沸騰法比傳統(tǒng)熱水浸提法得率高出2.14%。綜上,不論液料比、浸提時(shí)間是多少,以上幾種提取方法溫度都比較高,控制在80~90℃,而提取時(shí)間根據(jù)方法的不同,內(nèi)部沸騰法最快,僅需要6分鐘,而且板藍(lán)根多糖得率最高。因此,在畜牧獸醫(yī)應(yīng)用研究提取板藍(lán)根多糖時(shí),可采用高溫80℃~90℃,內(nèi)部沸騰法,從而達(dá)到較高的板藍(lán)根多糖提取率和效率,可以作為畜牧新型制劑生產(chǎn)前的處理方法。
2.超聲波提取法。為了縮短提取時(shí)間,增加多糖提取效率,超聲波輔助提取法是常用的方法之一。利用超聲波輔助的方法,在破壞細(xì)胞壁的同時(shí)可增加多糖等物質(zhì)的溶解性。車(chē)榮珍用超聲波輔助提取的方法摸索出條件:超聲時(shí)間30分鐘,超聲功率149.8瓦,液料比30.2∶1,在此條件下較傳統(tǒng)的熱水浸提法獲得多糖的提取率提高為15.52%。金婷用超聲提取方法發(fā)現(xiàn)液料比為40∶1,功率100瓦,超聲60分鐘時(shí),超聲波通過(guò)空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等將多糖的提取率由水提的13.9%提高為32.3%。溫馨在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得到在液料比20∶1 (克/毫升),超聲時(shí)間為30 分鐘條件下,提取含量和提取率最高。綜上,超聲波輔助提取法可以縮短時(shí)間,提高效率,但是超聲設(shè)備和生產(chǎn)條件成本高,不利于超聲波提取工藝在畜牧研究中推廣。
3.微波輔助提取法。微波輔助提取法原理是利用磁場(chǎng)來(lái)影響極性分子,破壞內(nèi)部屏障。唐志華發(fā)現(xiàn)在微波功率500瓦,時(shí)間8分鐘,液料比40∶1 (克/毫升)條件時(shí)板藍(lán)根多糖提取率為6.55%。劉依在正交實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),液料比10∶1 (克/毫升),通過(guò)水浸泡1小時(shí),微波功率480瓦,提取時(shí)間6分鐘,多糖提取率可提高至9.729%。雖然,微波輔助克縮短時(shí)間,但是操作過(guò)程中液體蒸發(fā)快,萃取溶劑和高溫容易使提取成分性狀發(fā)生改變,并且淀粉和雜質(zhì)的增加,降低了多糖提取的純度,因此微波輔助提取多糖時(shí)需要控制溫度和萃取溶液極性,以提高多糖的穩(wěn)定性。
4.復(fù)合酶提取法。酶提取法是多糖提取常用的方法之一,主要采用相對(duì)溫和的方法對(duì)藥物進(jìn)行分解,釋放多糖。多種酶對(duì)藥物進(jìn)行共同作用提取的過(guò)程叫做復(fù)合酶提取法。張明通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合酶提取最佳條件是在纖維素酶2%、果膠酶1%、胰蛋白酶2%,溫度50℃,作用時(shí)間70分鐘,提取率可達(dá)20.34%,是熱水浸提法提取率10.01%的2倍。因?yàn)閺?fù)合酶提取法將藥物中的纖維素、淀粉、果膠等物質(zhì)進(jìn)行分解,多糖易于純化,且反應(yīng)溫度低、過(guò)程溫和,最大限度地保留了多糖的原始結(jié)構(gòu),提取效率高,但是復(fù)合酶提取法酶類成本高,也不利于大型生產(chǎn)。
此外,對(duì)板藍(lán)根多糖進(jìn)行提取,可以根據(jù)其理化特性進(jìn)行發(fā)酵,得到有效成分更高的提取率。發(fā)酵后的產(chǎn)品可以直接用于飼料添加,更利于畜牧生產(chǎn)的進(jìn)行,對(duì)其應(yīng)用具有較大的推進(jìn)作用。
研究發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根多糖在畜牧生產(chǎn)應(yīng)用上可以作為疫苗佐劑添加,發(fā)揮抗病毒、抗炎等作用。
1.抗炎作用。研究發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根多糖降低流感病毒感染引起的Toll樣受體3(TLR-3)蛋白表達(dá)、調(diào)節(jié)TLR4-NF-kB信號(hào)通路,從而抑制TLR-3信號(hào)通路的激活,降低由流感病毒誘導(dǎo)的促炎因子水平,發(fā)揮抑制肺部炎性的作用。WANG X研究發(fā)現(xiàn),板藍(lán)根多糖可減少宮頸癌病毒引起的癥狀,病理?yè)p傷程度減輕,并提高血清中一氧化氮(NO)水平、改變肺組織中細(xì)胞因子表達(dá),降低炎癥反應(yīng)。隨著禁抗的使用規(guī)范,板藍(lán)根多糖可以作為抗炎藥物的替代品進(jìn)行研究。
2.抗病毒作用。板藍(lán)根多糖可以通過(guò)抑制病毒吸附和復(fù)制功能發(fā)揮抗病毒作用,調(diào)控流感病毒血凝素(HA)表達(dá),降低感染率,還可以抑制病毒內(nèi)吞、脫膜,降低流感病毒附著。板藍(lán)根多糖對(duì)多種流感病毒亞型(H1N1和H5N1等)有抑制作用,抗病毒效果顯著。此外,板藍(lán)根多糖對(duì)雞傳染性支氣管炎病毒(IBV)、豬偽狂犬病病毒(PRV)、羊傳染性膿皰病毒(ORFV)、豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PPRSV)等病毒引起的疾病具有一定的抑制作用。
3.調(diào)節(jié)免疫作用。研究發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根多糖可以激活B細(xì)胞和T細(xì)胞等免疫細(xì)胞,輔助免疫因子生成,對(duì)B淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞發(fā)揮作用,同時(shí)可以雙向調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞表達(dá)。板藍(lán)根多糖中含有的凝集素與表面糖蛋白結(jié)合,促進(jìn)胸腺素和細(xì)胞因子分泌,提高免疫力。在環(huán)磷酰胺導(dǎo)致雛雞免疫抑制模型中,板藍(lán)根多糖具有促淋巴細(xì)胞增殖、提高IgA比率、增加抗體數(shù)量的作用。
研究還發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根多糖可以作為部分疫苗的佐劑,增加疫苗抗體滴度,提高免疫效果。板藍(lán)根多糖作為疫苗佐劑添加,提高T淋巴細(xì)胞CD4+/CD8+比值,增加胸腺、脾臟、法氏囊免疫器官指數(shù),提高新城疫傳染性支氣管炎二聯(lián)(ND-IB)弱毒苗免疫效果。通過(guò)促進(jìn)脾臟T細(xì)胞增殖,增強(qiáng)單純皰疹病毒Ⅱ型(HSV-2)疫苗體液和細(xì)胞免疫水平。
隨著板藍(lán)根多糖產(chǎn)品開(kāi)發(fā)日益增多,特別是畜牧生產(chǎn)方面以多糖為疫苗佐劑、飼料添加劑、抗病毒藥物研究的深入,研究板藍(lán)根多糖藥理作用及作用機(jī)制成為臨床應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)合理的優(yōu)化提取工藝,闡明分析多糖的藥理作用,希望進(jìn)一步推進(jìn)板藍(lán)根多糖在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用研究。